出版時間:2009-7 出版社:電子工業(yè)出版社 作者:謝鋼 頁數(shù):423
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內(nèi)容概要
本書系統(tǒng)、透徹地闡述了GPS及其接收機設(shè)計的各項相關(guān)內(nèi)容,包括GPS信號結(jié)構(gòu)、時空坐標(biāo)系、測量值、定位原理、卡爾曼濾波、接收機的射頻前端、信號捕獲和信號跟蹤。此外,本書還介紹了差分精密定位、GPS與慣性導(dǎo)航的組合和地圖匹配三方面GPS應(yīng)用技術(shù),并對多路徑、電磁干擾、互相關(guān)干擾、高靈敏度GPS、輔助GPS等關(guān)鍵課題做了論述。本書理論分析清晰,實用性強,并且內(nèi)容力求反映近些年來出現(xiàn)的GPS最新技術(shù)和成果。 本書可以作為本科生高年級和研究生的教材或教材參考書。也是所有與GPS等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及其接收機設(shè)計有關(guān)的工程技術(shù)人員和科技工作者都應(yīng)當(dāng)配備的一本不可多得的優(yōu)秀參考書。
書籍目錄
第1章 導(dǎo)引 1.1 GPS的起源 1.2 GPS的組成概況 1.2.1 空間星座部分 1.2.2 地面監(jiān)控部分 1.2.3 用戶設(shè)備部分 1.3 GPS提供的服務(wù)和限制 1.4 各國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的概況 1.5 GPS的性能指標(biāo) 1.6 GPS的應(yīng)用 參考文獻(xiàn)第2章 GPS信號及其導(dǎo)航電文 2.1 載波 2.2 偽碼 2.2.1 二進(jìn)制數(shù)隨機序列 2.2.2 m序列 2.2.3 金碼 2.2.4 C/A碼 2.2.5 P碼 2.3 數(shù)據(jù)碼 2.4 GPS信號結(jié)構(gòu) 2.5 導(dǎo)航電文 2.5.1 導(dǎo)航電文的格式 2.5.2 遙測字 2.5.3 交接字 2.5.4 第一數(shù)據(jù)塊 2.5.5 第二數(shù)據(jù)塊 2.5.6 第三數(shù)據(jù)塊 2.6 GPS現(xiàn)代化計劃 參考文獻(xiàn)第3章 GPS衛(wèi)星軌道的理論和計算 3.1 空間坐標(biāo)系 3.1.1 慣性坐標(biāo)系 3.1.2 地球坐標(biāo)系 3.1.3 WGS.84坐標(biāo)系 3.1.4 直角坐標(biāo)系間的旋轉(zhuǎn)變換 3.1.5 站心坐標(biāo)系 3.2 時間系統(tǒng) 3.2.1 世界時和原子時 3.2.2 GPS時間 3.2.3 晶體振蕩器 3.2.4 GPS與相對論 3.3 GPS衛(wèi)星軌道的理論 3.3.1 衛(wèi)星的無攝運行軌道 3.3.2 開普勒軌道參數(shù) 3.3.3 衛(wèi)星星歷和歷書參數(shù) 3.4 衛(wèi)星空間位置的計算 3.5 衛(wèi)星運行速度的計算 3.6 衛(wèi)星軌道的插值計算 參考文獻(xiàn)第4章 GPS測量及其誤差 4.1 偽距測量值 4.1.1 偽距的概念 4.1.2 偽距與測距碼相位 4.2 載波相位測量值 4.2.1 載波相位的概念 4.2.2 多普勒頻移與積分多普勒 4.2.3 偽距與載波相位的對比 4.3 測量誤差 4.3.1 衛(wèi)星時鐘誤差 4.3.2 衛(wèi)星星歷誤差 4.3.3 電離層延時 4.3.4 對流層延時 4.3.5 多路徑 4.3.6 接收機噪聲 4.4 差分GPS的原理 4.5 偽距與載波相位的組合 4.5.1 載波相位平滑偽距 4.5.2 周整模糊度估算 參考文獻(xiàn)第5章 GPS定位原理與精度分析 5.1 牛頓迭代及其線性化方法 5.2 最小二乘法……第6章 卡爾曼濾波及其應(yīng)用第7章 差分定位和精密定位第8章 GPS與航位推測系統(tǒng)的組合第9章 地圖匹配第10章 GPS接收機及其射頻前端第11章 載波環(huán)第12章 碼環(huán)和基帶數(shù)字信號處理第13章 信號的捕獲附錄
章節(jié)摘錄
第1章 導(dǎo)引在本章和下一章中,我們將介紹全球定位系統(tǒng)(GPS)的基礎(chǔ)知識。第1章將宏觀地講述GPS的發(fā)展歷史、構(gòu)造、性能和應(yīng)用等多方面的內(nèi)容,以激發(fā)讀者對GPS的興趣;第2章將具體分析GPS的信號結(jié)構(gòu)。首先,1.1節(jié)將簡要回顧GPS的發(fā)展史。接著,1.2節(jié)將介紹GPS三個組成部分的功能和概況。1.3節(jié)將解釋GPS提供的兩種定位服務(wù)以及美國政府對GPS的限制性政策。1.4節(jié)將簡單提及GPS以外的其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。然后,1.5節(jié)將介紹用來衡量GPS定位系統(tǒng)和GPS接收機性能的各項指標(biāo)。最后在1.6節(jié),我們將簡單指出GPS在各方面的重要應(yīng)用。1.1 GPS的起源導(dǎo)航在人類歷史的發(fā)展進(jìn)程中一直起著相當(dāng)重要的作用。1957年10月4月,前蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一顆名為Spumik的人造地球衛(wèi)星,由此揭開了人類利用衛(wèi)星來開發(fā)導(dǎo)航、定位系統(tǒng)的序幕。盡管Sputnik的構(gòu)造相當(dāng)簡單,幾乎只是一個無線電信號播發(fā)器,但它在當(dāng)時卻引起了世界各國科學(xué)家的高度關(guān)注。美國約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室的Guier博士和G Wieffenbach博士通過跟蹤、檢測該衛(wèi)星所發(fā)射的信號,描繪出所接收到的衛(wèi)星信號的多普勒頻移曲線圖。在日常生活中,我們對多普勒效應(yīng)并不陌生。例如,站在火車軌道附近,當(dāng)火車迎面開來時,我們聽起來會覺得火車鳴笛聲的音調(diào)變高,而當(dāng)火車駛過我們而離去時,同樣的鳴笛聲聽起來卻音調(diào)變低。這種測量到的聲波頻率隨聲源和接收機之間的相對移動而發(fā)生變化的現(xiàn)象,就是聲波的多普勒效應(yīng),而無線電波也存在這種效應(yīng)。這兩位科學(xué)家認(rèn)為,如果在一個位置坐標(biāo)已知的地面固定點上測量衛(wèi)星信號的多普勒頻移,那么根據(jù)多普勒頻移測量值,我們就能推算出衛(wèi)星的運行軌道。不久,他們用實驗數(shù)據(jù)證實了他們的想法。
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